[发明专利]一种长波长星载π/4模式简缩极化SAR的定标方法

权利要求书

1.一种长波长星载π/4模式简缩极化SAR的定标方法，基于π/4模式简缩极化SAR的误差模型，模型如式(1)所示：

MEHMEV=121δ2δ1f1·cosΩsinΩ-sinΩcosΩ·SHHSHVSVHSVV·cosΩ+f2sinΩ-sinΩ+f2cosΩ---(1)]]>

式中，M_EV和M_EH分别表示测量散射矢量的接收垂直极化分量和接收水平极化分量，S_HH、S_HV、S_VH、S_VV构成的矩阵表示目标的散射矩阵，分别表示矩阵中发射水平极化接收水平极化分量、发射垂直极化接收水平极化分量、发射水平极化接收垂直极化分量、发射垂直极化接收垂直极化分量；Ω表示法拉第旋转角，f₁表示接收通道不平衡度，f₂表示发射通道不平衡度，δ₁表示水平发射垂直接收分量的通道串扰系数，δ₂表示垂直发射水平接收分量的通道串扰系数；

四个主动极化定标器表示为X、Y、A和B，其散射矩阵分别为：

SX=SHHSHVSVHSVV=0010]]>

SY=SHHSHVSVHSVV=0100]]>

SA=SHHSHVSVHSVV=1000]]>

SB=SHHSHVSVHSVV=0001---(2)]]>

其特征在于，具体包括以下几个步骤；

步骤一：获取发射通道不平衡度的估计值

根据式(3)及式(4)计算接收通道不平衡度的估计值

式中，|x|为取复数x的模运算，且：

x1=12[(MEHX+MEHY)+(MEHX+MEHY)2-4(1-MEHA+MEHB)]x2=12[(MEHX+MEHY)-(MEHX+MEHY)2-4(1-MEHA+MEHB)]---(4)]]>

式中：表示测量得到的定标器X散射矢量的水平接收分量，表示测量得到的定标器Y散射矢量的水平接收分量，表示测量得到的定标器A散射矢量的水平接收分量，表示测量得到的定标器B散射矢量的水平接收分量；

步骤二：获取垂直发射水平接收分量的通道串扰系数的估计值

根据式(5)计算垂直发射水平接收分量的通道串扰系数的估计值

δ^2=MEHX+MEHY-f^2---(5)]]>

步骤三：获取法拉第旋转角的估计值

根据式(6)及式(7)计算法拉第旋转角的估计值

Ω^F=12arg(cos2Ω^F+jsin2Ω^F)---(6)]]>

式中，arg(x)为取复数x的幅角运算，且

cos2Ω^F=real[(MEHA+MEHB)(2-MEHA+MEHB)-(MEHX-MEHY)(2f^2-MEHX-MEHY)(MEHA+MEHB)2+(MEHX-MEHY)2]sin2Ω^F=real[(MEHX-MEHY)(2-MEHA+MEHB)+(MEHA+MEHB)(2f^2-MEHX-MEHY)(MEHA+MEHB)2+(MEHX-MEHY)2]---(7)]]>

式中，real(x)为取复数x的实部运算；

步骤四：利用全球卫星导航系统提供的TEC数据获取无模糊的法拉第旋转角估计值

利用全球导航卫星系统提供的电离层TEC观测数据，并结合第10代国际参考地磁场模型地磁计算模型，根据式(8)求得法拉第旋转角的粗略估计值

Ω^GNSS≈Kf02·[Bcosψ·secθ]400·TEC---(8)]]>

式中，f₀表示SAR系统的工作频率，单位为Hz，K为常量2.365×10⁴A·m²/kg，B表示地球磁场强度，单位为Wb/m²，θ表示星载SAR天线的视角，ψ表示地球磁场方向与雷达电磁波传播方向的夹角，TEC为在垂直于地面方向上的电离层电子总含量，单位为TECU，1TECU＝10¹⁶m^-2；地球磁场因子[Bcosψ·secθ]₄₀₀在400公里高度上计算得到；

采用式(9)对法拉第旋转角估计值的进行解模糊，获取无模糊的法拉第旋转角估计值

Ω^=Ω^F+round(Ω^GNSS-Ω^Fπ/2)·π2---(9)]]>

式中，round(x)为取与x最接近的整数值；

步骤五：获取接收通道不平衡度的估计值

根据式(10)计算接收通道不平衡度的估计值

f^1=12[(MEVX-MEVY)cos2Ω^-(MEVA+MEVB)sin2Ω^+(MEVA+MEVB)]---(10)]]>

式中：表示测量得到的定标器X散射矢量的垂直接收分量，表示测量得到的定标器Y散射矢量的垂直接收分量，表示测量得到的定标器A散射矢量的垂直接收分量，表示测量得到的定标器B散射矢量的垂直接收分量；

步骤六：获取水平发射垂直接收分量的通道串扰系数的估计值

根据式(11)计算水平发射垂直接收分量的通道串扰系数的估计值

δ^1=12[(MEVX-MEVY)sin2Ω^+(MEVA+MEVB)cos2Ω^+(MEVA-MEVB)]---(11)]]>

经过以上六个步骤，完成了对法拉第旋转角的估计、发射及接收通道不平衡度误差的估计，及通道串扰系数的估计，完成π/4模式简缩极化SAR定标处理，实现定标。